采用SnTe钎料钎焊GeTe基温差电材料与Fe工艺研究

GeTe基热电材料与Fe电极连接构成温差电器件,采用SnTe合金作为钎料实现了惰性保护气氛中GeTe基温差电材料与Fe电极的钎焊。在相同保温下,设定不同焊接温度进行钎焊。测试了几种焊接温度试件接头的接头电阻和抗剪切强度,观察了接头剖面的微观组织形貌,通过线扫描分析接头处元素分布情况。通过研究表明,当焊接温度为640℃时,接头电阻和抗剪切强度均优于其他几种焊接温度,钎料与电极和GeTe基材料均结合良好,各元素在此焊接温度下未发生相互扩散。

GeTe基温差电材料热压工艺研究

对使用粉末冶金热压法制备GeTe基温差电材料进行了研究。通过改变温度、压力等热压工艺参数制备不同的GeTe材料样品。然后分别测量它们的密度、电导率、塞贝克系数等性能参数。在对这些性能参数进行分析的基础上,优化了GeTe材料的热压工艺。按照上面的工艺,制备出了GeTe基温差电材料的样品。经测试其无量纲优值ZT在400℃下可以达到1.56。

GeTe基热电材料的研究进展

GeTe基材料在热电领域有着巨大的发展潜力,已成为近年来中温区热电材料的研究重点。首先简要介绍了GeTe的晶体结构和相变过程;其次,从提升其热电性能方法的角度对该体系近年来的研究进展进行综述:(1)以调控功率因子为目的,对GeTe体系的空穴载流子浓度进行优化,提升Ge的空位能;(2)通过能带工程实现能带结构的调控;(3)以降低热导率为目的,引入纳米缺陷(点缺陷、堆垛缺陷、纳米沉淀),增强声子散射效果等。最后对GeTe基热电材料的研究进展进行了总结,并对其今后的研究发展提出展望。

热压法制备P型Bi_2Te_3基温差电材料研究

以P型赝二元Bi2Te3-Sb2Te3体系温差电材料区熔晶棒为前驱体,采用真空热压烧结法制备材料样品。测试热压前后材料样品性能,测试结果表明:热压样品较区熔材料具有更高的致密度和机械强度,改善了Bi2Te3基温差电材料易沿解理面发生劈裂的现象;同时,热压工艺促使了材料内部晶体结构和载流子浓度的变化,引起材料电导率的降低和塞贝克系数的改变,导致材料热导率显著降低。综合考虑材料各项性能参数,热压材料的热电优值基本与区熔材料相当,但前者的力学强度明显优于后者,在实际使用中将占有明显的优势。

热压法制备BiTe基温差电材料研究

为提高温差电材料热电性能和机械强度,满足空间用温差电致冷组件研制要求,探索热压法制备BiTe基温差电材料,分别采用普通热压、纳米复合粉热压和热压塑形三种方法对BiTe基温差电材料进行处理,将三种样品进行性能表征并与常规区熔材料比对,结果表明热压工艺制备的BiTe基温差电材料致密性好,抗弯强度与热电性能均大于区熔材料。

区熔制备BiTe基温差电材料工艺研究

区熔法是被广泛采用的制备BiTe基温差电材料的方法。针对批量生产中的区熔温度和温度梯度进行了一系列的实验研究,并对所获得的材料样品的电导率、塞贝克系数及功率因子进行了测试与分析,以了解材料的温差电性能;采用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微观结构;分段密度测试,以分析材料的均匀性。实验结果表明,在确定区熔速率和熔区宽度的前提下,适当的升高区熔温度并使材料生长过程中存在一定的温度梯度有益于提高材料的温差电性能。通过本实验得到在熔区宽度15mm、区熔走速30mm/h时的最佳区熔温度为800,850℃。

高性能N型热压BiTe基材料的研究

研究了区熔N型(Bi2Te3)x-(Bi2Se3)1-x晶体通过热压方法制备BiTe基材料及其性能。对所获得样品进行了密度分析、抗弯强度测试、扫描电子显微镜(SEM)分析以及温差电性能测试。实验结果表明由热压工艺制备的BiTe基材料在垂直于压力的方向具有良好的取向性和温差电性能。优化的制备工艺条件下获得的热压样品在垂直热压压力方向上的热电性能优于区熔材料。热压材料的机械强度要明显优于区熔材料,且前者的机械强度随着热压压力的增加而增大。